Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Элементы": новости науки

Подписаться Бесплатная «Золотая» новостная рассылка Подписчиков 12.953 RSS
←   Июнь 2006   →
 1
 2
 3
 4
 5
05.06.2006
13:22:27
14:41:45
 6
06.06.2006
12:18:45
15:21:24
 7
 8
08.06.2006
15:13:22
20:44:45
 9
10
11
12
13
13.06.2006
11:57:38
17:03:59
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://elementy.ru
Открыта: 09-05-2006

Автор
Редакция сайта "Элементы"

Статистика

12.953 подписчиков
+3 за неделю
←   Все выпуски   →

У представителей меньшинства шансов выжить больше


Научно-популярная библиотека на «Элементах»

В. Н. Тутубалин и др. Математическое моделирование в экологии: Историко-методологический анализ.

Книга о реальной эффективности применения математических моделей в экологии и других науках, о «колодках мышления» и о чернобыльской катастрофе.

У представителей меньшинства шансов выжить больше

13.06.2006

Самцы гуппи поражают разнообразием окраски. Правда, на этом снимке не дикие формы, а породы, выведенные аквариумистами. У диких хвосты поменьше, а окраска их более пятнистая, не монотонная (фото с сайта hometown.aol.com)
Самцы гуппи поражают разнообразием окраски. Правда, на этом снимке не дикие формы, а породы, выведенные аквариумистами. У диких хвосты поменьше, а окраска их более пятнистая, не монотонная (фото с сайта hometown.aol.com)

Быть непохожим на большинство порой вовсе не плохо, по крайней мере если ты самец гуппи. К такому выводу пришли недавно исследователи, изучавшие выживаемость различающихся по окраске форм («фенотипов») этих мелких пресноводных рыбок, хорошо известных всем аквариумистам. С помощью опытов, проведенных на природных популяциях гуппи в речках Центральной Америки, удалось показать, что шанс остаться в живых больше у тех, кто относится к редкой форме, а не массовой. Всё дело, по-видимому, в том, что хищные рыбы не склонны выбирать жертв, выглядящих необычно.

В популяции любых организмов существуют особи разных типов («морф», фенотипов), отличающиеся друг от друга формой тела, размерами, окраской, поведением и т. п. Хотя бы отчасти эти особенности наследуются. Иными словами, полиморфизм — а именно так называется подобное явление — имеет генетическую составляющую. Согласно расхожему мнению, редкие морфы (например, отличающиеся необычной окраской) обладают пониженной выживаемостью. Считается даже, что они, мол, потому и редки, что обладают какими-то недостатками. Однако специалисты в области популяционной генетики и эволюционной биологии давно уже высказывали предположение прямо противоположное: если редкие фенотипы (и соответствующие им генотипы) сохраняются в популяции, а не отбрасываются естественным отбором, зн! ачит, у них должны быть какие-то свои преимущества. Отсюда идея «отрицательного частотно-зависимого отбора», то есть такого отбора, при котором шанс выжить у особи, относящейся к редкому типу, выше, чем у особи, относящейся к массовому типу.

Выживаемость редкой морфы (светлые столбики) и обычной (массовой) морфы (серые столбики) самцов гуппи в двух притоках речки Куар (Quare 1 и Quare 7), в речке Маусика (Mausica) и усредненные данные по всем экспериментам на всех речках (Overall). Видно, что во всех случаях выживаемость более редкой формы достоверно выше. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature
Выживаемость редкой морфы (светлые столбики) и обычной (массовой) морфы (серые столбики) самцов гуппи в двух притоках речки Куар (Quare 1 и Quare 7), в речке Маусика (Mausica) и усредненные данные по всем экспериментам на всех речках (Overall). Видно, что во всех случаях выживаемость более редкой формы достоверно выше. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

В пользу этого предположения свидетельствовали некоторые косвенные данные, но прямых экспериментальных доказательств не было. И вот они получены. Роберт Олендорф из Школы интегративной биологии Университета Иллинойса совместно с Элен Родд из Университета Торонто (Канада) и коллегами из других научных учреждений США и Панамы показали, что среди самцов гуппи (Poecilia reticulata) редкие морфы характеризуются повышенной выживаемостью по сравнению с морфами массовыми. И получен этот вывод не в лаборатории, а непосредственно в природе — путем искусственного манипулирования соотношением численности разных морф в естественных популяциях.

Попарно сгруппированные снимки одних и тех же самцов гуппи. Слева — сразу после первой поимки, справа — после того, как они были пойманы вторично. Каждый самец может быть точно идентифицирован и, соответственно, выявлен в случае миграции из одного плёса в другой. Метки (татуировка) на хвосте — тонкие горизонтальные полоски. Примеры «неокрашенных» (a) и «окрашенных» (b) морф, а также морф с «флагом» (c) и с «каплей» (d). Под каждым снимком — название речки, откуда взяты данные рыбы. Фото из обсуждаемой статьи в Nature
Попарно сгруппированные снимки одних и тех же самцов гуппи. Слева — сразу после первой поимки, справа — после того, как они были пойманы вторично. Каждый самец может быть точно идентифицирован и, соответственно, выявлен в случае миграции из одного плёса в другой. Метки (татуировка) на хвосте — тонкие горизонтальные полоски. Примеры «неокрашенных» (a) и «окрашенных» (b) морф, а также морф с «флагом» (c) и с «каплей» (d). Под каждым снимком — название речки, откуда взяты данные рыбы. Фото из обсуждаемой статьи в Nature

Исследования проводили в исконных местах обитания гуппи — в Центральной Америке, в Тринидаде, на нескольких небольших речках, где плёсы — более глубокие участки со спокойным течением — чередуются с каменистыми перекатами, а иногда и небольшими водопадами. Естественно складывающиеся группировки гуппи приурочены к конкретным плёсам, хотя отдельные особи мигрируют как вверх по течению (если, конечно, нет водопада), так и вниз. Самки у этих рыб крупнее самцов и имеют невзрачную серую окраску. Самцы заметно мельче и ярко окрашены. В окраске самцов обнаруживается огромный полиморфизм, отчасти определяемый генетически. Каждый самец непохож на других, и их можно легко распознать при последующем отлове.

Вот таким незатейливым способом вылавливают гуппи с одного из плёсов маленькой речки в Тринидаде (фото с сайта www.zoo.utoronto.ca)
Вот таким незатейливым способом вылавливают гуппи с одного из плёсов маленькой речки в Тринидаде (фото с сайта www.zoo.utoronto.ca)

Логическая схема проведенного эксперимента такова. На участке речки (несколько соседних плёсов) вылавливали сачком всех взрослых гуппи, всех самцов фотографировали, метили и рассортировывали по морфам (фенотипам). Например, выделяли морфу «окрашенную», с ярким пятном на хвосте, или «неокрашенную» (без пятна). В других плёсах выделяли морфы с пятном в виде «флага» или пятном в виде «капли». Затем в одном плёсе формировали искусственную группировку гуппи так, чтобы массовая морфа составляла 2/3 от общей численности, а «редкая» — 1/3.

В другом плёсе на той же речке формировали другую группировку: морфу, которая была «редкой» в первом варианте, делали «массовой» (так, чтобы она составляла 2/3 численности), а ту, что была «массовой» — «редкой» (1/3 от общей численности). Самок возвращали в те же плесы и следили, чтобы соотношение полов было таким же, как изначально. Через 15-17 дней после выпуска рыб их снова вылавливали и смотрели, сколько представителей тех или иных форм осталось в живых. Отсутствие рыб при последующем отлове трактовали как их гибель. Если выживаемость редкой формы была выше, чем массовой, то предположение об отрицательном частотно зависимом отборе считалось подтвержденным.

Результаты экспериментов с высокой степенью вероятности подтвердили ожидаемый результат. За четыре года проведено 34 манипуляций по изменению частоты встречаемости разных морф на 19 плёсах на трех речках. И во всех случаях выживаемость более редкой формы была достоверно выше. Возникает вопрос: что же способствовало выживанию более редкой формы? По-видимому, всё объясняется стратегией хищников — рыб Rivulus hartii и Crenicichla alta (первый вид — более мелкий, нападет на молодь гуппи и на самцов; второй — гораздо крупнее, нападает как на самцов, так и самок). Дело в том, что у хищника часто формируется поисковый образ жертвы (search image), причем этот образ соответствует наиболее массовой и доступной добыче. Особей, выглядящих необычно, хищник избегает. Но заметим, что самки гуппи в качестве отца своего потомства предпочитают иметь как раз более экстравагантных, необычно выглядящих самцов.

Хищники, нападающие в природных местах обитания на гуппи: вверху — Rivulus hartii, внизу — более крупная рыба Crenicichla alta (фото с сайтов www.killi.ru и filaman.ifm-geomar.de)
Хищники, нападающие в природных местах обитания на гуппи: вверху — Rivulus hartii, внизу — более крупная рыба Crenicichla alta (фото с сайтов www.killi.ru и filaman.ifm-geomar.de)

Источник: Robert Olendorf, F. Helen Rodd, David Punzalan, Anne E. Houde, Carla Hurt, David N. Reznick, Kimberly A. Hughes. Frequency-dependent survival in natural guppy populations // Nature. 2006. V. 441. P. 633-636.

См. также:
K. A. Hughes, L. Du, F. H. Rodd, D.N. Reznick. Familiarity leads to female mate preference for novel males in the guppy Poecilia reticulata (статья полностью: PDF, 2,2 Мб) // Anim. Behav. 1999. V. 58. P. 907-916

Алексей Гиляров

Эта новость на «Элементах»
 
Конкурс ответов на детские вопросы. Участвовать могут все. Главный приз — цифровой фотоаппарат.

Публичные лекции фонда «Династия» на «Элементах»

Лауреат Нобелевской премии по физике 2004 года Дэвид Гросс. «Грядущие революции в фундаментальной физике».

Академик Владимир Игоревич Арнольд. «Сложность конечных последовательностей нулей и единиц и геометрия конечных функциональных пространств» (лекция опубликована в двух вариантах — популярном и математическом).

Дэвид Гросс: «Держу пари, что суперсимметрия будет открыта». Эксклюзивное интервью «Элементам».

Предыдущие новости

10.06 «Элементы» опубликовали большое интервью с Дэвидом Гроссом

В мае по приглашению фонда «Династия» Москву посетил нобелевский лауреат по физике 2004 года Дэвид Гросс. Центральным эпизодом его визита была публичная лекция о теории струн и ожидаемых революционных изменениях в теоретической физике. Перед лекцией Дэвид Гросс дал большое интервью для сайта «Элементы».

09.06 Кишечная микрофлора превращает человека в «сверхорганизм»

По мнению американских генетиков, человек вместе с живущими в его кишечнике микробами представляет собой единый «сверхорганизм». Обмен веществ этого сверхорганизма в значительной степени определяется ферментами, гены которых локализованы не в человеческих хромосомах, а в геномах симбиотических микробов.

08.06 Бойцовые собаки: гладиаторы или жертвы отбора?

Бойцовые собаки в процессе выведения утратили способность к коммуникации с сородичами и говорят на другом языке, чем другие собаки. Это одна из причин их неуправляемости и опасности для окружающих, считают специалисты по поведению животных.

07.06 Рост потребления водки — главная причина демографического кризиса в России

Российские социологи пришли к выводу, что главная причина сокращения численности населения в России в 1990-е годы — беспрецедентно высокий уровень потребления крепких спиртных напитков. Главными жертвами алкогольной политики стали мужчины трудоспособного возраста и лица без высшего образования.

06.06 «Хоббиты» были наследниками древней культуры

Археологи всесторонне изучили каменные орудия, изготовленные неведомыми древними обитателями острова Флорес 700–900 тысяч лет назад. Оказалось, что они весьма сходны с более поздними изделиями, найденными неподалеку в пещере Лианг-Буа вместе с костями «хоббитов» — карликовых людей Homo floresiensis.

06.06 Социальный конфликт среди дрожжей: трудяги и обманщики

Среди дрожжей есть штаммы «кооператоров», работающие медленно, но добросовестно: полностью окисляя глюкозу, они производят максимальное количество энергии. А есть дрожжи-«обманщики», которые очень быстро поглощают общий ресурс, и, получив сиюминутную выгоду, выбрасывают во внешнюю среду вредные промежуточные продукты своего обмена веществ.

05.06 Первым одомашненным растением был инжир

Израильские археологи обнаружили хорошо сохранившиеся остатки плодов инжира возрастом 11200–11400 лет. Судя по отсутствию семян, эта разновидность фигового дерева не могла размножаться без помощи человека. А значит, инжир был одомашнен ближневосточными земледельцами на 1000 лет раньше, чем злаки и бобовые.

05.06 Стекло способно восстанавливаться после облучения

Известково-силикатные стекла способны за несколько минут устранять микроразрушения, полученные ими при облучении электронным пучком. Открытие окажется полезным для технологии безопасного хранения радиоактивных материалов.

01.06 Cамым примитивным животным на земле оказался трихоплакс

Анализ митохондриального генома трихоплакса — загадочного многоклеточного существа, чрезвычайно просто устроенного — показал, что это самое архаичное из всех ныне живущих животных. Трихоплакс, по-видимому, стоит намного ближе к общему предку всех животных, чем губки и кишечнополостные.
В избранное